Μηχανική ενέργεια είναι η ενέργεια που έχουν οι μηχανές.
Η μηχανική ενέργεια μπορεί να είναι μόνο κινητική ή μόνο δυναμική.
Η διαφορά κινητικής και δυναμικής ενέργειας ονομάζεται μηχανική.
Οταν πέφτει ένα σώμα κερδίζει κινητική και χάνει δυναμική ενέργεια,
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Η μηχανική ενέργεια σε ένα σώμα διατηρείται:
Πάντα.
Όταν δεν ασκούνται δυνάμεις στο σώμα ή η συνισταμένη των δυνάμεων είναι μηδέν.
Όταν η δυναμική και η κινητική ενέργεια που έχει το σώμα παραμένουν σταθερές.
Όταν στο σώμα επιδρούν βαρυτικές, ηλεκτρικές ή ελαστικές δυνάμεις παραμόρφωσης.
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Σε ένα σώμα που πέφτει από ορισμένο ύψος, χωρίς υπολογίσιμες αντιστάσεις:
Η δυναμική του ενέργεια συνεχώς αυξάνεται.
Η κινητική του ενέργεια συνεχώς μειώνεται.
Η μηχανική του ενέργεια παραμένει σταθερή.
Η μηχανική του ενέργεια μειώνεται.
Στην εικόνα φαίνονται αριστερά 4 θέσεις μιας σφαίρας που πέφτει αφού την αφήσαμε από το σημείο A. Δεξιά εικονίζονται τα ποσοστά της δυναμικής (U) και της κινητικής (K) ενέργειας όταν η μηχανική ενέργεια είναι το 100%. Αντιστοιχίστε τη δεξιά στήλη με τους αριθμούς 1,2,3 και 4 με τις θέσεις της σφαίρας Α,Β,Γ και Δ.
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Δυναμική βαρυτική ενέργεια είναι μια μορφή ενέργειας που εξαρτάται από:
Την ταχύτητα του αντικειμένου.
Τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.
Τη δύναμη που ασκούμε στο αντικείμενο.
Τη θέση του αντικειμένου.
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Η κινητική ενέργεια ενός σώματος είναι μία μορφή ενέργειας που εξαρτάται από:
Την ταχύτητα του σώματος.
Το ύψος στο οποίο βρίσκεται το σώμα.
Τη θερμότητα που μεταφέρεται στο σώμα.
Από την κατεύθυνση που κινείται το σώμα.
Σημειώστε με Σ και Λ για τις σωστές και λάθος προτάσεις αντίστοιχα.
Οσο πιο ψηλά ανεβαίνει ένα αντικείμενο αυξάνεται η κινητική του ενέργεια.
Οταν φρενάρει ένα αυτοκίνητο η κινητική του ενέργεια παραμένει αμετάβλητη.
Οταν ένα αυτοκίνητο ανεβαίνει σε μία ανηφόρα η δυναμική του ενέργεια αυξάνεται.
Ένα καράβι που είναι δεμένο στο λιμάνι έχει μικρότερη κινητική ενέργεια από ένα μπαλάκι του πινγκ πονγκ όταν αυτό κινείται μεταξύ των δύο ρακετών.
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Αν διπλασιάσουμε την ταχύτητα ενός σώματος τότε η κινητική του ενέργεια:
Διπλασιάζεται
Τετραπλασιάζεται
Παραμένει σταθερή
Υπό διπλασιάζεται
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Για να διπλασιάσουμε τη δυναμική ενέργεια ενός σώματος
Ασκούμε στο σώμα διπλάσια δύναμη.
Του διπλασιάζουμε την ταχύτητα.
Το ανεβάζουμε σε διπλάσιο ύψος.
Του αφαιρούμε τη μισή μάζα.
Θέλετε να ανεβάσετε ένα κιβώτιο στην καρότσα ενός φορτηγού. Για το σκοπό αυτό μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σανίδα πάνω στην οποία θα σπρώξετε το κιβώτιο και θα το ανεβάσετε. Ας υποθέσουμε ότι δεν υπάρχουν τριβές. Πότε το κιβώτιο αποκτά μεγαλύτερη δυναμική ενέγεια, όταν το ανεβάζετε από τη σανίδα 1 ή τη 2; Σε ποια από τις δύο σανίδες θα καταναλώσετε περισσότερη ενέργεια; Δικαιολογήστε.
Σημειώστε με Σ και Λ αν η πρόταση είναι σωστή ή λάθος αντίστοιχα:
Ο Αριστοτέλης ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε τον όρο “ενέργεια”.
Στη θεωρία της σχετικότητας και στην κβαντική θεωρία η έννοια της ενέργειας παίζει κεντρικό ρόλο.
Όταν μεταφέρεται ενέργεια προκαλείται μεταβολή.
Όταν μια μορφή ενέργειας μετατρέπεται σε άλλη μορφή τότε υπάρχει μείωση της συνολικής ενέργειας.
Οι άνθρωποι και τα ζώα έχουν ενέργεια, επειδή μπορούν και κινούνται, ενώ τα φυτά όχι.
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση και δικαιολογήστε την.Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται σε ένα απλό γράφημα ένα εργοστάσιο (εργ.) που παράγει ένα προϊόν. Για να λειτουργήσει το εργοστάσιο χρειάζεται να εισέλθει (εισ.) ενέργεια 100 μονάδων. Τα προϊόντα που παράχθηκαν και εξέρχονται (εξ.) δέσμευσαν ενέργεια:
>100 μονάδες
<100 μονάδες
=100 μονάδες.
Άσκηση 2
Είχε ενέργεια η σφαίρα πριν κτυπήσει το μήλο; Έχει ενέργεια όταν βγει από το μήλο; Αν ναι, πότε ήταν μεγαλύτερη, πριν το διαπεράσει ή μετά; Να δικαιολογήστε όλες τις απαντήσεις σας.
Η έρευνα της ΝΑSA για παρόμοιους με τη Γη πλανήτες, που να βρίσκονται σε τροχιά γύρω από απομακρυσμένα αστέρια, είναι μία αναζήτηση που ξεκίνησε τον 3ο αιώνα π.Χ.
Το Διαστημικό Τηλεσκόπια Κέπλερ, που έθεσε σε τροχιά η NASA το 2009, σχεδιάστηκε για να βρει εξω-πλανήτες – δηλαδή πλανήτες που περιφέρονται σε τροχιές γύρω από άλλα άστρα σαν το δικό μας ήλιο. Πιο συγκεκριμένα σχεδιάστηκε να ερευνήσει ένα μέρος του Γαλαξία μας σε αναζήτηση πλανητών του μεγέθους της Γης μέσα ή κοντά στην “κατοικήσιμη” ζώνη των άστρων τους. Στην πραγματικότητα ο απώτερος στόχος ήταν να βρεθεί μια άλλη Γη, ένας πλανήτης σαν το δικό μας, όπου θα μπορούσε να υπάρχει ζωή.
Η αναζήτηση ζωής σε άλλους πλανήτες αποτελεί κυρίαρχο αντικείμενο έρευνας της πλανητικής επιστήμης εδώ και δεκαετίες. Αποστολές έχουν σχεδιαστεί να “ακολουθήσουν το νερό” μιας και το νερό αποτελεί το βασικό συστατικό της ζωής, όπως εμείς τη γνωρίζουμε. Αλλά η ερώτηση αν θα μπορούσε να υπάρξει ζωή κάπου αλλού στο Σύμπαν προέρχεται από πιο παλιά, πριν από τις τελευταίες δεκαετίες, στις οποίες έχουμε καταφέρει να στείλουμε ρομπότ σε άλλα ουράνια σώματα του ηλιακού μας συστήματος. Είναι ένα ερώτημα αιώνων το οποίο το Τηλεσκόπιο Κέπλερ έδειξε ότι κάθε άλλο παρά είναι αβάσιμο.
Το αρχαίο και μεσαιωνικό Σύμπαν
Ο πρώτος που εισηγήθηκε την ιδέα ότι μπορεί να υπάρχει και άλλη Γη κάπου αλλού στο Σύμπαν ήταν ο Έλληνας φιλόσοφος Επίκουρος, τον 3ο αιώνα π.Χ. Εκείνη την εποχή, από φιλοσοφική άποψη, το Σύμπαν ήταν ένας περιορισμένος χώρος, όπου τα ουράνια σώματα-ο Ήλιος, το φεγγάρι και οι πέντε πλανήτες που είναι ορατοί δια γυμνού οφθαλμού-ήταν σε τροχιές γύρω από τους αντίστοιχους δικούς τους τομείς. Ο πιο απομακρυσμένος τομέας ήταν αυτός των σταθερών αστέρων, ο οποίος ήταν ακίνητος και αναλλοίωτος. Ηταν ένα Σύμπαν που απεικόνιζε την τελειότητα και την απλότητα τoυ θεϊκού μυαλού, μια άποψη που διαδόθηκε από τον Πλάτωνα και την είχε συλλάβει ο Αριστοτέλης, έναν αιώνα πριν.
Το ερώτημα αν υπάρχει και αλλού ζωή στο Σύμπαν τέθηκε εδώ και πολλούς αιώνες. Σήμερα υπάρχει πλήθος δεδομένων που προσεγγίζουν το πρόβλημα πολύπλευρα
Πριν προχωρήσεις στις ερωτήσεις και ασκήσεις που ακολουθούν δες, με κλικ εδώ, μία σύντομη παρουσίαση σε Power Point της άνωσης για να την κατανοήσεις καλύτερα.
Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η Άνωση στα υγρά είναι:
Ίση με τη διαφορά της υδροστατικής πίεσης μεταξύ των χαμηλότερων και υψηλότερων σημείων.
Η συνισταμένη δύναμη των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα σώμα.
Η δύναμη που ασκούν τα υγρά στα σώματα που βρίσκονται μέσα τους.
Μία κατακόρυφη δύναμη που ασκείται πάνω στο σώμα που βρίσκεται μέσα στο υγρό με φορά προς τα πάνω.
Σας δίνουν ένα στερεό αντικείμενο, ένα δυναμόμετρο και ένα δοχείο με νερό. Σας ζητούν να βρείτε την Άνωση που θα δεχτεί το αντικείμενο αν μπει στο νερό. Ποια βήματα θα ακολουθήσετε;
Το δοχείο Α περιέχει ένα υγρό μέχρι το ύψος του σωλήνα. Βυθίζουμε έναν κύλινδρο μέσα στο δοχείο Α και στο δοχείο Β παίρνουμε μία ποσότητα του υγρού. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές;
Το υγρό στο δοχείο Β έχει ίσο βάρος με τον κύλινδρο που βυθίσαμε στο Α.
Το υγρό στο δοχείο Β έχει ίδιο όγκο με τον όγκο του κυλίνδρου.
Το βάρος του υγρού στο Β είναι ίσο με τη δύναμη της άνωσης που ασκείται πάνω στον κύλινδρο.
Το βάρος του κυλίνδρου μέσα στο δοχείο Α είναι μικρότερο από το βάρος του εκτός του δοχείου κατά το βάρος του υγρού που υπάρχει στο Β.
Άσκηση 3
Σε ποιο κουτί της Coca Cola ασκείται μεγαλύτερη Άνωση και γιατί;
Άσκηση 4
Συγκρίνετε τις ανώσεις που δέχονται τα δύο κουτιά και δικαιολογήστε.
Άσκηση 5
Σε ένα δοχείο γεμάτο μέχρι τα χείλη του με νερό βυθίζουμε εξ ολοκλήρου ένα κομμάτι ξύλου μάζας 1kg. Επαναλαμβάνουμε το ίδιο, αλλά βυθίζοντας τώρα ένα κομμάτι σιδήρου ίσης μάζας, δηλαδή 1kg. Σε ποια από τις δύο περιπτώσεις θα εκτοπιστεί περισσότερο νερό; Δικαιολογήστε.
Παρατηρήστε την παρακάτω εικόνα και απαντήστε στις ερωτήσεις που ακολουθούν δίνοντας δικαιολόγηση.
Σε ποια θέση ο κύλινδρος δέχεται την μικρότερη άνωση;
Συγκρίνετε τις ανώσεις στις θέσεις (3) και (4).
Ο κύλινδρος στη θέση (2) είναι βυθισμένος κατά το μισό του συνολικού του όγκου, ενώ στη θέση (1) κατά το ένα τέταρτο του όγκου του. Ποια σχέση έχουν οι ανώσεις τους;
Άσκηση 7
Οι δύο σφαίρες της παρακάτω εικόνας έχουν διαφορετικό όγκο και είναι από διαφορετικό υλικό. Συγκρίνετε τις ανώσεις τους και δικαιολογήστε.
Άσκηση 8
Βυθίζουμε ένα αντικείμενο όγκου 2lt (1lt=10-3m3 ) μέσα σε νερό. Αν το αντικείμενο έχει βάρος 30Ν, πόσο βάρος θα χάσει όταν βυθιστεί στο νερό; Η πυκνότητα του νερού είναι ρνερ =103kg/m3 και η επιτάχυνση της βαρύτητας δίνεται g=9,8m/s2.
Ένας τρόπος για να μετρήσουμε την επιτάχυνση της βαρύτητας g είναι να χρησιμοποιήσουμε την άνωση ως εξής: Ζυγίζουμε ένα σώμα και βρίσκουμε ότι έχει βάρος 10Ν. Κατόπιν το ζυγίζουμε μέσα στο νερό και βρίσκουμε ότι το βάρος του είναι τώρα 8Ν. Γνωρίζουμε επίσης ότι ο όγκος του είναι 200ml(0,2lt). Πώς μπορούμε να υπολογίσουμε το g; Δίνονται: η πυκνότητα του νερού ρνερ =103 kg/m3 και ότι 1lt=10-3m3.
Μέσα στο νερό (πυκνότητα ρ=103 kg/m3) κρατάμε ένα κομμάτι ξύλου μάζας 0,5kg, που έχει όγκο 1lt.
Πόσος όγκος νερού εκτοπίζεται;
Ποια είναι η μάζα του νερού που εκτοπίζεται;
Ποιο είναι το βάρος του νερού που εκτοπίζεται;
Πόση δύναμη άνωσης ασκεί στο ξύλο το νερό που το περιβάλλει;
Αν τραβήξουμε το χέρι μας ποια θα είναι συνισταμένη δύναμη που θα ασκείται στο ξύλο; Υπολογίστε την και σχεδιάστε την. Δίνεται g=9,8m/s2.
;Askhsh 11
Διαθέτουμε έναν σιδερένιο κύβο με ακμή 0,1m. Με ένα δυναμόμετρο μετράμε το βάρος του και το βρίσκουμε 78Ν. Ποια θα είναι η ένδειξη του δυναμόμετρου αν βυθίσουμε τον κύλινδρο μέσα στο νερό; Να πάρετε την τιμή της πυκνότητας του νερού και της επιτάχυνσης της βαρύτητας όπως δίνονται στην άσκηση 9.
Το δοχείο Α περιέχει νερό μέχρι τη στάθμη των 600ml. Ρίχνουμε το πορτοκάλι μέσα στο δοχείο και ανεβαίνει η στάθμη του νερού στα 800ml (δοχείο Β). Μπορείτε να υπολογίσετε πόση είναι η άνωση που δέχεται το πορτοκάλι;
Άσκηση 13
Ένας κύλινδρος επιπλέει με τον άξονά του κατακόρυφα στην επιφάνεια του νερού βυθισμένος κατά το μισό του. Το συνολικό του ύψος είναι h=20cm ενώ το εμβαδόν της βάσης του είναι A=20cm2. Πόση είναι η άνωση που δέχεται από το νερό; Δίνεται η πυκνότητα του νερού και η επιτάχυνση της βαρύτητας όπως και στην άσκηση 9 και ο όγκος κυλίνδρου δίνεται από το γινόμενο Vκυλ=h·A.
Άσκηση 14
Ενα αντικείμενο έχει βάρος 20Ν. Όταν το βυθίζουμε μέσα σ’ ένα υγρό Α το βάρος του ίδιου αντικειμένου γίνεται 17Ν. Ενώ όταν το βυθίζουμε σε υγρό Β το βάρος του γίνεται 18Ν. Ποιο από τα δύο υγρά έχει μεγαλύτερη πυκνότητα και γιατί;
Όταν ένα αντικείμενο Α το βυθίζουμε στο νερό εκτοπίζεται υγρό βάρους 5Ν. Όταν ένα αντικείμενο Β το βυθίζουμε στο λάδι εκτοπίζεται υγρό βάρους επίσης 5Ν. Ποιο από τα δύο αντικείμενα έχει μεγαλύτερο όγκο;
Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η υδροστατική πίεση είναι:
Η πίεση που ασκούν τα ρευστά.
Η πίεση που οφείλεται στο βάρος των υγρών.
Η πίεση των υγρών που ισορροπούν.
Ίση με το πηλίκο W/A όπου W το βάρος του υγρού και Α το εμβαδόν της επιφάνειας.
Επιλέξτε τη σωστή μονάδα μέτρησης της υδροστατικής πίεσης.
N
N/m2
kg/m3
m2
Ποια από από τα παρακάτω μεγέθη χρειάζονται για να μετρήσουμε την υδροστατική πίεση;
Δύναμη
Πυκνότητα υγρού
Μάζα υγρού
Επιτάχυνση της βαρύτητας
Βάθος
Για να υπολογίσουμε το βάθος μέσω της υδροστατικής πίεσης εφαρμόζουμε τη σχέση:
Πόση είναι η υδροστατική πίεση που δέχεται ένας δύτης στη θάλασσα, óταν κατεβαίνει σε βάθος 5m; Δίνονται: πυκνότητα του θαλασσινού νερού ρ=1.027kg/m3 , επιτάχυνση της βαρύτητας g=10m/s2 .
Αν η υδροστατκή πίεση που δέχεται η μικρή σφαίρα στο σημείο Α είναι 20.000Pa, πόση .θα είναι αν μεταφέρουμε τη σφαίρα στο σημείο Β;
Άσκηση 6
Σε ποιο από τα δύο υγρά θα ασκείται μικρότερη πίεση σε βάθος 2m;
Άσκηση 7
Το στερεό αντικείμενο της εικόνας είναι βυθισμένο μέσα στο νερό και δέχεται υδροστατικές πιέσεις σε όλες τις έδρες του. Σε ποια έδρα δέχεται τη μεγαλύτερη πίεση; Σε ποια τη μικρότερη και σε ποιες έδρες δέχεται ίσες πιέσεις από το νερό; Δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.
Άσκηση 8
Τα δοχεία της εικόνας περιέχουν νερό στο ίδιο ύψος h. Ποιο δοχείο δέχεται τη μεγαλύτερη πίεση στον πυθμένα του; Σε ποιο δοχείο ασκείται μεγαλύτερη δύναμη στον πυθμένα του; Δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.
Άσκηση 9
Το βαθύτερο σημείο της Γης βρίσκεται στην τάφρο των Μαριανών, στον Ειρημικό ωκεανό. Το βάθος αυτό είναι περίπου 11km. Πόση είναι εκεί η υδροστατική πίεση; Δίνονται: πυκνότητα του θαλασσινού νερού ρ=1.030kg/m3 , επιτάχυνση της βαρύτητας g=10m/s2 .
Σε ένα δοχείο ανοιχτό υπάρχει νερό και λάδι. Το λάδι έχει πάχος 20cm. Πόση είναι η πίεση σε ένα σημείο που βρίσκεται σε βάθος 12cm μέσα στο νερό; Δίνονται: ρνερ=1000kg/m3, ρλαδ=800kg/m3, η ατμοσφαιρική πίεση Pατμ=100.000Pa και η επιτάχυνση της βαρύτητας g=9,8m/s2.
Άσκηση 11
Σε ποιο βάθος μέσα στη θάλασσα η υδροστατική πίεση γίνεται ίση με την ατμοσφαιρική; Πόση θα είναι στο σημείο αυτό η συνολική πίεση; Δίνονται: Πυκνότητα νερού της θάλασσας ρθαλ=1.027kg/m3, η ατμοσφαιρική πίεση Pατμ=100.000Pa και η επιτάχυνση της βαρύτητας g=9,8m/s2.
Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται δύο τεχνητά φράγματα Α και Β. Η τομή του φράγματος Α είναι σχήματος τραπεζίου ενώ του Β παραλληλογράμμου. Εχουν σχεδιαστεί επίσης οι δυνάμεις που ασκούνται από το νερό πάνω στα φράγματα. Γιατί οι δυνάμεις και στις δύο περιπτώσεις μικραίνουν προς τα πάνω; Γιατί σχεδιάστηκαν κάθετα προς τις επιφάνειες των φράγμάτων; Ποιο από τα δύο φράγματα πιστεύετε ότι κατασκεύαστηκε σωστότερα; Δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.
Άσκηση 13
Στο υδραυλικό πιεστήριο της εικόνας ασκούμε δύναμη F1=10N στο έμβολο εμβαδού Α1. Ποια πρέπει να είναι η σχέση των εμβαδών, A2/A1, ώστε να ανυψώσουμε βάρος F2=10.000N από το έμβολο εμβαδού Α2;
Άσκηση 14
Το λεπτό έμβολο του υδραυλικού πιεστηρίου έχει ακτίνα r1=1m και το χοντρό ακτίνα r2=5m. Υπολογίστε τα εμβαδά των δύο εμβόλων και κατόπιν βρέστε αν ασκήσετε στο μικρό έμβολο δύναμη F1=100Ν, πόσο είναι το μέγιστο βάρος W ενός σώματος Σ που μπορείτε να ανυψώσετε με το μεγάλο έμβολο;
Άσκηση 15
Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται το πείραμα του Torricelli αλλά αντί για υδράργυρο χρησιμοποιούμε νερό. Μπορείτε να υπολογίσετε σε τι ύψος h θα ανεβεί το νερό μέσα στον ανεστραμμένο σωλήνα. Μετά τον υπολογισμό αυτόν μπορείτε να απαντήσετε στο ερώτημα γιατί ο Torricelli χρησιμοποίησε υδράργυρο; Δίνονται: Pατμ=100.000Pa, g=9,8m/s2 και η πυκνότητα του νερού και του υδραργύρου είναι αντίστοιχα ρνερ=1000kg/m3 και ρυδρ=13600kg/m3.
Ήταν ένα καταπληκτικό θέαμα, μια γρήγορη διαδοχή γιγαντιαίων αστεροειδών να λάμπουν πέρα στον ουρανό. Κατ ‘αρχάς, στις 15 Φεβρουαρίου, η Ρωσία χτυπήθηκε από τον μεγαλύτερο αστεροειδή των τελευταίων 100 χρόνων. Μόλις λίγες ώρες αργότερα, ένας ακόμη μεγαλύτερος πραγματοποιεί την πιο κοντινή προσέγγιση στη Γη που έχει καταγραφεί ποτέ για έναν αστεροειδή του μεγέθους του. Στη συνέχεια, οι κάτοικοι του Σαν Φρανσίσκο, της Κούβας, της Νότιας Φλόριντα σήκωσαν τα κεφάλια τους και είδαν μετεωρίτες να ραβδώνουν τον ουρανό, τεντώνοντας τα νεύρα τους.
Ενας μετεωρίτης λάμπει στον ουρανό της Ρωσίας το πρωί της 15ης Φεβρουαρίου 2013
Ήταν μια ιστορική εμφάνιση της κοσμικής δύναμης πυρός της φύσης, κάτι που ποτέ δεν περίμενα να δω στη ζωή μου. Η Μητέρα Φύση έδειχνε στο Χόλιγουντ ποιος είναι το αφεντικό.
Η πόλη Τσελιάμπινσκ στη Ρωσία έφερε το κύριο βάρος των ουράνιων πυροτεχνημάτων. Ένα κομμάτι βράχου, περίπου 50 πόδια μήκος (15μ) και βάρους πάνω από 7.000 τόνους, έπεσε και συντρίφτηκε πάνω στη Γη. Ταξιδεύοντας με μια εκτυφλωτική ταχύτητα, πάνω από 40.000 μίλια ανά ώρα, δημιούργησε μια ηχητική έκρηξη και ωστικό κύμα που έσπασε παράθυρα σε όλη την πόλη: 1.200 άνθρωποι τραυματίστηκαν, κυρίως από τα ιπτάμενα κομμάτια γυαλιού, και 52 εισήχθησαν στο νοσοκομείο, 2 από αυτούς σε σοβαρή κατάσταση. Το Τσελιάμπινσκ, κάποτε γνωστό ως μία από τις πιο μολυσμένες περιοχές του κόσμου, λόγω της αποθήκευσης πυρηνικών αποβλήτων, τώρα θα είναι γνωστό ως “πόλη των μετεωριτών”.
Ο αστεροειδής σχημάτιζε μια τεράστια γροθιά με ισχύ ίση με 20 βόμβες της Χιροσίμα. Ένας “καταστροφέας πόλης” που μπορούσε να ισοπεδώσει μια σύγχρονη μητρόπολη και να τη μετατρέψει σε ερείπια. Ήταν θαύμα το γεγονός ότι ο αστεροειδής εξερράγη περίπου 10 με 15 χιλιόμετρα πάνω από το έδαφος: αν η έκρηξη γινόταν επί του εδάφους, θα είχε προκαλέσει δεκάδες χιλιάδες θύματα. Αν δηλαδή αυτός ο αστεροειδής χτυπούσε λίγα δευτερόλεπτα αργότερα, θα είχε προκαλέσει μια πρώτης τάξεως τραγωδία στη Γη.
Ενώ η Ρωσία δεν είχε συνέλθει ακόμη από το σοκ των επιπτώσεων του μετεωρίτη, μόλις λίγες ώρες αργότερα, 25.000 χιλιόμετρα στο διάστημα, ένας αστεροειδής τρεις φορές μεγαλύτερος από το ρωσικό, πλησίασε σε απόσταση ανάσας από τη Γη. Ονομάζεται 2012 DA14, και πέρασε περίπου σε απόσταση 5.000 χιλιόμετρα από τη Γη, πιο κοντα από ό, τι οι δορυφόροι μας των επικοινωνιών (των οποίων η τροχιά είναι σε απόσταη 32.000 χιλιομέτρων). Αν ο αστεροειδής είχε φτάσει μόλις λίγα λεπτά νωρίτερα, θα μπορούσε να χτυπήσει τη Γη, με πραγματικά κατακλυσμιαίες συνέπειες.
Για να δούμε τι θα μπορούσε να συμβεί στην περίπτωση σύγκρουσης με τον DA14, μπορεί κανείς να μελετήσει τα αποτελέσματα του Tunguska 1908, που έπληξε τη Σιβηρία με δύναμη ίση με 1.000 βόμβες Χιροσίμας, μαυρίζοντας το ένα μάτι της Γης. Αυτός ο μετεωρίτης ήταν περίπου το ίδιο μέγεθος με τον DA14, δηλαδή, το μέγεθος μιας πολυκατοικίας. Η ενέργεια που απελευθερώθηκε ήταν τόσο μεγάλη που κατέστρεψε 1500 τετραγωνικά χιλιόμετρα της Σιβηρίας, μεταξύ των οποίων 80 εκατομμύρια δέντρα. Εικόνες της περιοχής δείχνουν εκατομμύρια δέντρα να βρίσκονται πεσμένα, σαν ένα γιγαντιαίο χέρι να ήρθε και ισοπέδωσε κάθε δέντρο στον ορίζοντα. Το κτύπημα ήταν τόσο εντυπωσιακό ώστε η έκρηξη ακούστηκε εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά, και παράξενες λάμψεις εμφανίστηκαν μέχρι την άλλη άκρη της Ευρώπης.
Ευτυχώς οι αστεροειδείς του 1908 και του 2013 που έπληξαν τη Ρωσία δε χτύπησαν μια μεγάλη μητροπολιτική περιοχή όπως η Μόσχα. Ωστόσο, λόγω της ομοιότητας με τις πυρηνικές εκρήξεις, μπορεί κανείς να φανταστεί τι θα μπορούσε να συμβεί αν ένα τέτοιο αντικείμενο είχε χτυπήσει, ας πούμε, τη Νέα Υόρκη.
Πρώτον, θα βλέπαμε μια εκτυφλωτική λάμψη φωτός με την έκρηξη του αστεροειδή στη Γη. Το κέντρο του Μανχάτταν θα εξαφανιζόταν αμέσως από την πρόσκρουση, αφήνοντας ένα κρατήρα διαμέτρου σχεδόν δύο χιλιομέτρων. Δευτερόλεπτα αργότερα, το κρουστικό κύμα της έκρηξης θα εξαπλωνόταν έξω από τον κρατήρα, θα γκρέμιζε όλους τους ουρανοξύστες στην πόλη, σαν να ήταν φτιαγμένοι από κλαδιά. Λεπτά ή ώρες αργότερα, θα υπήρχε μια βροχή από φλεγόμενους μετεωρίτες που θα έπεφταν από τον ουρανό, και που θα είχαν δημιουργηθεί από τα συντρίμμια που βγήκαν από τον αρχικό κρατήρα. Στη συνέχεια, για ώρες και ημέρες, θύελλες θα έκαιγαν μια περιοχή περίπου 50 χιλιομέτρων από την περιοχή της σύγκρουσης. Μεγάλα τμήματα του Λονγκ Άιλαντ, του Κονέκτικατ, του Γουέτσεστερ και του Νιου Τζέρσεϋ θα είχαν καεί. Στη Χιροσίμα, περίπου 100.000 άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους κατά τη φάση της έκρηξης. Ένας αστεροειδής θα μπορούσε να έχει απώλειες που θα αριθμούσαν εκατομμύρια ανθρώπων.
Το παρατηρητήριο καιρού στις Φιλιππίνες παρατηρεί τον αστεροειδή 2012 DA14
Όλα αυτά ακούγονται σαν υπερβολές επιστημονικής φαντασίας, αλλά η πραγματικότητα θα ήταν πολύ χειρότερη. Ρίχνοντας μια ματιά στο διάστημα οι αστεροειδείς είναι ακόμη πιο μεγάλοι από ό, τι οι “καταστροφείς πόλης” δηλαδή, είναι “καταστροφείς έθνους”, αρκετά μεγάλοι για να καταστρέψουν τη Γερμανία ή την Αγγλία. Ο πιο επικίνδυνος ονομάζεται Απόφις, ο οποίος είναι πλάτους 300 μέτρων και θα πλησιάσει επικίνδυνα κοντά στη Γη το 2029 και ξανά το 2036. Οι πιο πρόσφατοι υπολογισμοί δείχνουν ότι ο Απόφις θα περάσει μεν ξυστά από τη Γη το 2029, αλλά στην πραγματικότητα θα κόβει βόλτες στην ατμόσφαιρας μας. Όμως, λόγω της αβεβαιότητας της διαδρομής του, όπως θα γλιστρά ξυστά, υπάρχει μια μικρή πιθανότητα η τροχιά του να διαταραχθεί έτσι ώστε να χτυπήσει πραγματικά τη Γη το 2036. Οι επιστήμονες της NASA είναι αρκετά βέβαιοι ότι δε θα βρει τη Γη το 2036, αλλά ο επικεφαλής της ρωσικής διαστημικής υπηρεσίας παίρνει την απειλή μιας σύγκρουσης σοβαρά, δηλώνοντας ότι πρέπει να προετοιμαστούμε για το χειρότερο. Αν ο Απόφις θα χτυπήσει τη Γη, θα έχει τη δύναμη των περίπου 20.000 βομβών Χιροσίμας.
Αλλά από όλες τις απειλές που αντιμετωπίζει ο πλανήτης, μόνο μία μπορεί να καταστρέψει πραγματικά μέσα σε μια στιγμή όλη τη ζωή στη Γη, και αυτός είναι ένας “καταστροφέας πλανήτη”. Ένα αντικείμενο με διάμετρο αρκετών χιλιομέτρων έχει αρκετή ενέργεια για να σκοτώσει ό, τι υπάρχει πάνω στη Γη.
Ο πιο διάσημος δολοφόνος πλανήτη είναι ο αστεροειδής ή κομήτης που βυθίστηκε στη χερσόνησο Γιουκατάν του Μεξικού πριν 65 εκατομμύρια χρόνια, δημιουργώντας έναν κρατήρα διαμέτρου περίπου 150 χιλιομέτρων. Το κτύπημα δημιούργησε ένα τεράστιο τσουνάμι και θύελλες που μαινόταν μετά σε ολόκληρη την Καραϊβική και τη Βόρεια και Νότια Αμερική. Τα αποτελέσματα ήταν τόσο εντυπωσιακά, ώστε η βρωμιά και τα συντρίμμια πήγαν στην ατμόσφαιρα έκρυψαν τον ήλιο, μαύρισαν τη Γη και οι θερμοκρασίες έπεσαν δραστικά σε όλο τον κόσμο, σκοτώνοντας τελικά τους δεινοσαύρους.
Μερικοί επιστήμονες έχουν προτείνει μια αντίθετη θεωρία, ότι η ηφαιστειακή δραστηριότητα κοντά στην Ινδία γύρω από εκείνη την εποχή θα μπορούσε να μαυρίσει τους ουρανούς και να σκοτώσει τους δεινόσαυρους. Ωστόσο, άλλοι επιστήμονες έχουν προτείνει μια ακόμη θεωρία, ότι ίσως το κτύπημα να ήταν τόσο μεγάλο ώστε ένα κύμα σοκ διαπέρασε τη Γη και εξερράγη στην επιφάνεια από την άλλη πλευρά, δημιουργώντας την ηφαιστειακή δραστηριότητα στην Ινδία. Σε αυτό το σενάριο, οι δεινόσαυροι σκοτώθηκαν από ένα 1-2 ισχυρά τραντάγματα που προκλήθηκαν από την αρχική επίδραση.
Ευτυχώς, όσο τρομακτικά είναι αυτά τα σενάρια, τα μεγάλα κτυπήματα είναι εξαιρετικά σπάνια. Οι μικροί μετεωρίτες είναι πραγματικά αρκετά κοινοί, αλλά ένας “καταστροφέας πόλης” θα μπορούσε να χτυπήσει τη Γη με μια χρονική συχνότητα της κλίμακας αρκετών αιώνων. Ενας “καταστροφέας έθνους” θα μπορούσε να χτυπήσει μία φορά κάθε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Και ένας “καταστροφέας πλανήτη” θα μπορούσε να χτυπήσει μία φορά κάθε λίγες δεκάδες εκατομμύρια χρόνια. Αλλά είμαστε ανίδεοι να πούμε ακριβώς πότε μπορεί να γίνει το επόμενο χτύπημα. Παίζουμε ρώσικη ρουλέτα με τον πλανήτη.
Πόσο πραγματική είναι η απειλή; Είναι απογοητευτικό να συνειδητοποιήσουμε ότι ζούμε καταμεσίς ενός κοσμικού σκοπευτήριου. Υπάρχουν περίπου ένα εκατομμύριο αστεροειδείς που η τροχιά τους βρίσκεται κοντά την πορεία της Γης. Από αυτά, η NASA το 2007 εκτίμησε ότι ίσως 20.000 μπορεί κάποια μέρα να αποτελέσουν άμεση απειλή για τη Γη.
Οι αστεροειδείς άρχισαν να περνούν από τη Γη από την αυγή της ανθρωπότητας, αλλά τότε ζούσαμε στην μακαριότητα της άγνοιας. Πολλοί αστεροειδείς προσγειώθηκαν στους ωκεανούς ή σε ακατοίκητες περιοχές, όπου δεν υπήρχε κανείς για να καταγράψει τις επιπτώσεις. Σήμερα τα επιστημονικά όργανα αποκαλύπτουν πόσο συχνά είναι κοντά μας, και τα αποτελέσματα είναι βαθιά ανησυχητικά.
Τι μπορεί να γίνει γι ‘αυτούς;
Δυστυχώς, προς το παρόν καθόμαστε σαν πάπιες. Δεν έχουμε κανένα συστηματικό τρόπο για την ανίχνευση αυτών των αντικειμένων, πόσο μάλλον να καταστρέψουμε ένα από αυτά. Βασικά, εξαρτώμαστε από ερασιτέχνες, ως πρώτη γραμμή άμυνας, για να ανακαλύψουμε αυτές τις απειλές. Οι χομπίστες παραμένουν γενναίοι στο κρύο κάθε βράδυ, με την ελπίδα της σύλληψης ενός κομήτη ή αστεροειδή στα τηλεσκόπια τους. (Μόνο πρόσφατα υπολογιστικά τηλεσκόπια στη Χαβάη και στα Νοτιοδυτικά ένωσαν τις δυνάμεις τους μαζί τους.)
Βασικά, είμαστε ανυπεράσπιστοι. Γι ‘αυτό δε χρειάζεται σκέψη για να πούμε ότι πρώτος στόχος μας πρέπει να είναι η οικοδόμηση ενός συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης, ένα διαστημικό τηλεσκόπιο ειδικά σχεδιασμένο να εντοπίζει αστεροειδείς μικρότερους από ένα γήπεδο ποδοσφαίρου. Αυτό μπορεί να γίνει με την τρέχουσα τεχνολογία εμπορίου και θα κόστιζε μόνο μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια, που είναι ελάχιστα σε σύγκριση με μια τυπική διαστημική αποστολή. (Μόνο μια εκτόξευση διαστημικού λεωφορείου θα είχε κόστος πάνω από 800 εκατ. δολάρια.)
Ο κρατήρας ακόμη παραμένει εκεί όπου έπεσε ο μετεωρίτης, στην Αριζόνα, 50.000 χρόνια πριν
Με αυτό το διαστημικό τηλεσκόπιο, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να δώσουν μια ρεαλιστική εκτίμηση της πραγματικής απειλής από τους αστεροειδείς και να εντοπίσουν έναν μικρό αριθμό που θα μπορούσε πραγματικά να χτυπήσει τη Γη κατά τις επόμενες δεκαετίες. Δυστυχώς, κάθε φορά που οι επιστήμονες παρουσιάζουν αυτή την πρόταση προς τους πολιτικούς μας συμπεριφέρονται σαν να είμαστε πρωτάρηδες του διαστήματος. Ο “παράγοντας νευρικό γέλιο” είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους αυτή η πρόταση δεν έχει ποτέ ληφθεί σοβαρά υπόψη από το Κογκρέσο. Αλλά ίσως ο τελευταίος μετεωρίτης στο Τσελιάμπινσκ αλλάζει τους όρους του παιχνιδιού.
Ωστόσο, αν μια μέρα το διαστημικό τηλεσκόπιο βρει στην πραγματικότητα έναν αστεροειδή με το όνομά μας σε αυτό, δεν υπάρχουν πολλά που μπορούμε να κάνουμε με τη σημερινή τεχνολογία. Ξεχάστε ταινίες όπως το Deep Impact και τον Αρμαγεδδώνα. Τα διαστημικά λεωφορεία έχουν σταματήσει, και, επιπλέον, ποτέ δεν είχαν σχεδιαστεί για να αφήσουν την τροχιά της Γης και να πάνε στο βαθύ διάστημα. Θα πρέπει να σχεδιαστεί ένας εντελώς νέος πύραυλος για να καλύψει αυτή την απειλή.
Ο πρόεδρος Ομπάμα, ακυρώνοντας τη μετάβαση και την επανδρωμένη αποστολή στη Σελήνη και τον Άρη, άφησε ανοιχτό το ενδεχόμενο κάποια μέρα μιας πτήσης προς έναν αστεροειδή. Για να θέσει τις βάσεις για την αποστολή αυτή, η NASA σκοπεύει να ξεκινήσει μια έρευνα το 2016, που θα παρακολουθήσει τελικά έναν αστεροειδή και το 2023 να επιστρέψει με ένα δείγμα πίσω στη Γη. Αν αυτό γίνει θα ανοίξει το δρόμο για μια επανδρωμένη αποστολή που θα μπορούσαμε να επαναπροσδιορίσουμε και να δούμε τελικά την εκτροπή ενός αστεροειδούς.
Πολυάριθμες προτάσεις έχουν γίνει. Η προφανής, που αναφέρεται στην ανατίναξη του αστεροειδή με βόμβες υδρογόνου, μπορεί να είναι μια κακή ιδέα, δεδομένου ότι θα δημιουργήσει απλώς ένα στόλο νέων αστεροειδών-θραυσμάτων, τα οποία, με τη σειρά τους, θα προκαλέσουν μεγαλύτερη ζημιά από ό, τι ο ίδιος ο αστεροειδής. Μια πιο ρεαλιστική δυνατότητα είναι να προσγειωθούμε στον αστεροειδή, να βάλουμε έναν πύραυλο σε αυτόν, και στη συνέχεια να εκτρέψουμε απαλά τον αστεροειδή από την τροχιά του με την εκτόξευση του πυραύλου. Ακόμη και μια ήπια ώθηση, αν γίνει, όταν ο αστεροειδής βρίσκεται σε βαθύ διάστημα, θα μπορούσε να τον ωθήσει μακριά από τη θανάσιμη πορεία του προς τη Γη.
Λοιπόν, Μπρους Γουίλις, πρόσεχε!
Άλλες δυνατότητες περιλαμβάνουν τη χρήση του βαρυτικού πεδίου του πυραύλου για να ρυμουλκίσουμε τον αστεροειδή έτσι ώστε να εκτραπεί. Μια άλλη δυνατότητα είναι να πυροδοτήσουμε μια βόμβα υδρογόνου σε ασφαλή απόσταση, έτσι ώστε το ωστικό κύμα να σπρώξει τον αστεροειδή έξω από τη διαδρομή του.
Είναι αναπόφευκτο ότι κάποια μέρα θα χτυπήσει και θα κτυπήσει σκληρά. Δεν είναι θέμα του αν, είναι θέμα του πότε. Αυτό το αντιλαμβανόμαστε κάθε φορά που βλέπουμε την βλογιοκομμένη επιφάνεια του φεγγαριού. Δυστυχώς, χωρίς σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης, δεν ξέρουμε πότε ένα τέτοιο κτύπημα θα μπορούσε να λάβει χώρα.
Αν και η εκτροπή ενός αστεροειδούς δολοφόνου δεν θα είναι φθηνή, θεωρήστε την ως ένα ασφαλιστήριο συμβόλαιο. Υπάρχει μάθημα ιστορίας εδώ. Οι δεινόσαυροι δεν είχαν διαστημικό πρόγραμμα. Γι ‘αυτό εμείς είμαστε εδώ και αυτοί δεν είναι. Αλλά χωρίς ένα ισχυρό διαστημικό πρόγραμμα, μήπως θα είμαστε εμείς οι επόμενοι;
* O Michio Kaku είναι καθηγητής της Θεωρητικής Φυσικής στο City University της Νέας Υόρκης και πρόσφατες συγγραφέας του βιβλίου “Η Φυσική του Μέλλοντος: Πώς η επιστήμη θα διαμορφώσει τις τύχες της Ανθρωπότητας και την καθημερινή μας ζωή κατά το 2100”
Οδηγία προς τον καθηγητή: αφού πάρετε τις απαντήσεις των μαθητών ταξινομήστε τες (π.χ. με ένα ραβδόγραμμα) και συνάγετε τα συμπεράσματά σας για το πώς κατανοούν οι μαθητές τις έννοιες που εμπλέκονται στη δραστηριότητα.
Εκτέλεση της δραστηριότητας
Από το άγκιστρο της οριζόντιας μεταλλικής ράβδου κρεμάμε το δυναμόμετρο και στην άλλη άκρη του προσαρμόζουμε τον μεταλλικό κύλινδρο.
Πάνω στην ηλεκτρονική ζυγαριά έχουμε βάλει το γυάλινο ποτήρι με νερό και έχουμε μηδενίσει την ένδειξη (απόβαρο) της ζυγαριάς.
Εκτελούμε τις εξής μετρήσεις:
Μετράμε με το δυναμόμετρο το βάρος του κυλίνδρου.
Μετράμε με το δυναμόμετρο το βάρος του κυλίνδρου βυθισμένου τώρα εντός του νερού που βρίσκεται σε ηρεμία πάνω στη ζυγαριά. Προσέχουμε να μην αγγίζει ο κύλινδρος τον πυθμένα του ποτηριού.
Με βυθισμένο τον κύλινδρο παίρνουμε την ένδειξη της ζυγαριάς.
Οι μετρήσεις που πήραμε φαίνονται στον παρακάτω πίνακα δεδομένων.
Συγκρίνοντας τα δεδομένα της τελευταίας στήλης και λαμβάνοντας υπόψη ότι η ακρίβεια μέτρησης στο δυναμόμετρο φτάνει σε επίπεδο 0,1Ν ενώ της ηλεκτρονικής ζυγαριάς σε επίπεδο χιλιοστού, είναι φανερό ότι υπάρχει μια αύξηση του βάρους του υγρού ίση με τη διαφορά βάρους του κυλίνδρου από τον αέρα στο υγρό. Αυτή όμως η διαφορά είναι ίση με την άνωση που ασκεί το υγρό πάνω στον κύλινδρο που βυθίσαμε.
Θεωρητική εξήγηση
Όταν βυθίζουμε ένα αντικείμενο μέσα σε υγρό ισχύει η αρχή του Αρχιμήδη. Το αντικείμενο δηλαδή χάνει τόσο από το βάρος του, όσο το βάρος του υγρού που εκτοπίζει. Αν επομένως το ζυγίσουμε στον αέρα και κατόπιν εντός του υγρού, θα το βρούμε να έχει λιγότερο βάρος κατά το βάρος του εκτοπιζόμενου υγρού. Αυτό εμείς σήμερα το λέμε Άνωση.
Αρα η διαφορά των δύο βαρών μάς δίνει την Άνωση.
Η Άνωση όμως είναι μία δύναμη που ασκείται από το υγρό πάνω στο βυθισμένο αντικείμενο και οφείλεται στη διαφορά της υδροστατικής πίεσης, η οποία είναι μεγαλύτερη στα χαμηλότερα σημεία του αντικειμένου από ότι στα ψηλότερα.
Σύμφωνα με τον 3ο Νόμο του Νεύτωνα, εφόσον το υγρό ασκεί δυνάμη στο αντικείμενο, τότε και το αντικείμενο θα ασκεί μια αντίθετη δύναμη στο υγρό. Δηλαδή το υγρό ασκεί την Άνωση επί του αντικειμένου κατακόρυφα προς τα πάνω, αλλά και το αντικείμενο ασκεί στο υγρό μια δύναμη κατακόρυφη προς τα κάτω και ίση στην τιμή με την Άνωση.
Η δύναμη αυτή του αντικειμένου επί του υγρού ασκείται στα μόρια του υγρού, που βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο. Αλλά εδώ υπεισέρχεται ο νόμος μετάδοσης των πέσεων, ο γνωστός ως Αρχή του Πασκάλ. Έχουμε επομένως μία κατακόρυφη δύναμη που ασκείται στα μόρια του υγρού που βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο. Αυτή η δύναμη αυξάνει την πίεση του υγρού στα σημεία επαφής και η αύξηση αυτή μεταδίδεται εξ ίσου σε όλα να μέρη του υγρού και σ’ εκείνα που βρίσκονται σε επαφή με τον πυθμένα. Εκεί προκαλείται αύξηση της δύναμης, κατά την τιμή της άνωσης. Αυτή την αύξηση μετράει η ζυγαριά.
Με κλικ εδώ μπορείς να κατεβάσεις μία σύντομη παρουσίαση σε Power Point της θεωρίας της πίεσης, για την καλύτερη κατανόησή της.
Σημειώστε με Σ και Λ τις σωστές και λάθος προτάσεις αντίστοιχα:
Η πιέση είναι πάντα μικρότερη από τη δύναμη.
Η πίεση δεν είναι διανυσματικό μέγεθος.
Η δύναμη που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια δια του εμβαδού της επιφάνειας μας δίνει την πίεση.
Η πίεση διπλασιάζεται αν διπλασιάσουμε την κάθετη δύναμη που ασκείται πάνω σε μία επιφάνεια.
Η πίεση διπλασιάζεται αν μειώσουμε στο μισό το εμβαδόν της επιφάνειας επί της οποίας ασκείται κάθετα μια δύναμη.
Επιλέξτε τη σωστή απάντηση.Για να βρούμε τη δύναμη που ασκείται κάθετα σε μια επιφάνεια μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την πίεση P και το εμβαδόν Α της επιφάνειας ως εξής:
F=P
Επιλέξτε τις σωστές απαντήσεις: Σε κάθε τετραγωνικό μέτρο μιας επιφάνειας συνολικού εμβαδού 3m2 ασκείται κάθετα δύναμη 10Ν. Τότε:
Η συνολική δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια είναι 10Ν/m2.
Η πίεση είναι 10Pa.
Η συνολική δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια είναι 30Ν.
Η πίεση είναι 3,33Pa.
Η πίεση είναι 30N/m2.
Στις παρακάτω εικόνες φαίνονται τα ίχνη καμήλας και τα ίχνη ανθρώπου στην άμμο. Ποια ίχνη είναι πιο βαθιά; Ποιος έχει πιο μεγάλο βάρος, ο άνθρωπος ή η καμήλα; Πως εξηγούνται οι εικόνες;
άσκηση 4
Ένα παιδί στέκεται όρθιο πάνω στην άμμο. Ξαφνικά κάνει ένα κατακόρυφο άλμα προς τα πάνω. Θα βυθιστεί πιο πολύ τώρα στην άμμο ή όχι; Γιατί;
Ποιο από τα δύο παπούτσια,η γόβα ή το επίπεδο, θα ασκεί μεγαλύτερη πίεση επί του εδάφους, αν φορεθούν από την ίδια γυναίκα;
Άσκηση 6
Ποια έδρα του πακέτου θα βάζατε να ακουμπά στο έδαφος για να ασκείται η μικρότερη πίεση; Επιλέξτε τη σωστή:
ΑΒΕΗ
ΑΒΓΔ
ΒΓΖΕ
Άσκηση 7
Αν η δύναμη που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια εμβαδού 1,5m2 κατανέμεται έτσι ώστε σε κάθε 1m2 να ασκούνται 900N, πόση είναι η πίεση επί της επιφάνειας; Πόση είναι η συνολική δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια;
Η δύναμη που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια είναι 200Ν και το εμβαδόν της επιφάνειας είναι 80cm2.Πόση είναι η ασκούμενη πίεση;
Η διάμετρος του πυθμένα ενός δοχείου αποθήκευσης λαδιού είναι 40cm. Το δοχείο είναι γεμάτο με λάδι και η πίεση που ασκείται στον πυθμένα λόγω του λαδιού είναι 1400N/m2. Πόση είναι η δύναμη που ασκεί το λάδι στον πυθμένα του δοχείου; Να λάβετε υπόψη ότι ο πυθμένας είναι κυκλικός.
Ποιο είναι το εμβαδόν μιας επιφάνειας στην οποία υπάρχει πίεση 8000N/m2 εξ αιτίας μιας κάθετης δύναμης 20Ν;
Πάνω στο τραπέζι της παρακάτω εικόνας έχει τοποθετηθεί ένα πακέτο βάρους W=150N. Εχουν επίσης σχεδιαστεί τρεις δυνάμεις με διαφορετικά χρώματα: Η μπλε W, η πράσινη F (προς τα πάνω) και η κόκκινη F (προς τα κάτω).
Ποιες από αυτές τις δυνάμεις ασκούνται στο αντικείμενο και ποιες στην επιφάνεια του τραπεζιού; Από πού προέρχεται η κάθε μία;
Πόσο είναι το μέτρο της κάθε δύναμης;
Ποια είναι η πίεση επί της επιφάνειας του τραπεζιού;
Αν το βάρος του τραπεζιού είναι 250Ν, ποια είναι η πίεση επί του πατώματος όπου ακουμπά το τραπέζι; Οι διαστάσεις των ποδιών του τραπεζιού και του πακέτου αναγράφονται στο σχήμα.
